群论:群的定义与阿贝尔群
1. 群 (Group) 的定义:
群
就是定义了二元运算
(称为群乘法)且满足下列条件的非空集合:
(1) 封闭性:对
,满足
.
(2) 结合律:对
,满足
.
(3) 单位元:存在唯一单位元素
使得对
由
.
(4) 逆元:对
存在唯一逆元
使得
.
可以看到群运算不要求满足交换律,额外满足交换律的群被称为阿贝尔群(Abel Group)或交换群。
根据群中元素的个数分为有限群和无限群。
2.群的讨论
可以看到群是一个集合,而且必须要定义群乘法。
我们可以自己构建一个有限群:
,
可知G一定满足封闭性、乘法的结合律,且单位元就是,任意元素的逆元表示为
。
它同时还满足交换律,所以是一个阿贝尔群。
上述这个有限群的乘法实质上还是加法,所以要注意群乘法并不是必须是数学上的乘法,它只是定义一种二元运算,可以不是乘法,也可以很复杂。
所以,还能定义一个有限模加群,即:
,
其性质与第一个定义的有限复数乘法群完全相同。
当然还有一些重要的无限群,如整数加群、非零实数乘法群等。
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